为了应对气候变化的严峻形势,全球走向低碳经济。我国经济社会发展既面临巨大减排压力,又面临着低碳经济和绿色经济的重大机遇。能源问题世界关注,智能电网是能源发展热点,国家对于智能电网非常关注。2009年5月21日,国家电网公司提出了名为“坚强智能电网”的发展规划。2010 年3 月,政府工作报告中指出“大力开发低碳技术,推广高效节能技术,积极发展新能源和可再生能源,加强智能电网建设”。 2010年6月7日,胡锦涛在两院院士大会上讲话提出要“构建覆盖城乡的智能、高效、可靠的电网体系”。 构建国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网,是适应中国国情,满足未来各方面发展需求的战略性选择。
智能电网贯穿发电、输电、变电、配电、用电全过程,涉及到电力流、业务流和数据流,实质是电网技术与通信技术的高度融合。电力系统通信网是国家专用通信网之一,是电力系统重要组成部分,是电网调度自动化、电网运营市场化和电网管理信息化的基础,是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段。输变电通信网络作为电力通信网的重要组成部分,需要覆盖网、省、地、县各级调度中心、35kV及以上电压等级变电站的光纤网架,承载调度交换网、行政电话网、会议电视网、数据通信网等多个业务网络。
智能电网对输变电通信网络的挑战
1. 业务应用宽带化,带宽快速增长
随着视频、办公自动化等管理信息化业务以及容灾业务的发展,网络对带宽的需求越来越高,预计未来三到五年带宽需求将达到50G,未来五到十年将高达150G。
2. 为智能电网业务提供更加安全可靠的通信服务
电力的输电线路环境恶劣,突发状况多,受到外部环境的影响,故障发生有很强的不确定性,而且有时候多处故障可能同时发生,所以电力网络对安全及可靠性要求非常高,比如误码率、时延、保护倒换时间等指标,都有着严格的要求。
3. 业务IP化趋势,同时TDM业务将长期存在
管理信息化业务,如视频会议、VOIP办公电话、上网等业务已绝大多数IP化。同时,生产调度、继电保护等业务,因为对传送的时延和安全性等要求高,将长期以TDM业务形态存在。
4. 业务多样化,老接口存在
在电力系统中,二次设备多,接口类型多,而且现网仍存在一些低速PCM的老接口,如电力计量、POS电话等。不同的通信接口采用不同的通信设备,多级转接,通信可靠性低,不利于统一管理。
5. 支持特高压超长距传输
特高压电网具有远距离、大容量、低损耗等特点,要求传送网络具备相应的远距离传输能力和可靠性保障。从降低建设成本以及维护成本的角度,要求通信站点减少,跨距拉长,单跨超过200公里以上,并具有远程监视与控制能力。
智能电网输变电通信网络传送解决之道
输变电通信网络由跨区、区域、省、地市(含区县)共4级(南方电网为3级)通信网络组成,针对不同的网络结构及场景,可以采取不同的解决之道。
OTN (Optical Transport Network)
OTN是干线网络大带宽传送优选解决之道,跨区、区域、省干等传送网络因为覆盖范围广,业务量大,可以采用OTN技术建设。OTN网络具有以下优点:
1) 带宽从10G(1*10G)到8T(80*100G)平滑升级,支持100G/40G/10G混传,满足未来十年带宽需求;
2) 100M~100G业务统一接入,灵活调度,满足电力系统各种业务承载;
3) 光电联动交叉。电交叉支持ODUk(k=0, 1, 2, 3, 4), ODUflex全业务颗粒,业务按照ITU-T G.709标准定义的结构映射,多个站点、多种业务都可以混合在同一个波长,带宽利用率可达到100%。光交叉支持ROADM技术,可以动态上下业务波长,实现光层的灵活调度;
4) 光电ASON技术,通过部署光层ASON和电层ASON,实现网络智能化,并大幅提升网络可靠性至99.9999%。
EPTN (Enterprise Packet Transport Network)
EPTN,即企业分组传送网络解决方案,是华为公司为电力通信网络量身打造的传送解决方案,具有如下亮点:
1)软硬管道,TDM和分组业务灵活传送
软硬管道,支持TDM业务和分组业务的统一交换。针对调度自动化、继电保护等电网运行类业务,采用传统的SDH硬管道承载。SDH具备天然的物理隔离的优势,通过划分不同的VC 通道,保证业务的高安全高可靠和低时延的传送。针对突发性较强的大带宽IP业务,采用基于MPLS-TP的分组弹性软管道承载,带宽统计复用提高传输效率。
2)Smart 40G,城域大带宽智能传送
Smart 40G方案提供单光口单对光纤40G大带宽传送,未来可平滑升级至100G,支持对分组业务和TDM业务按任意比例的混合传送,适用于地市(含区县)传送网络,既能提供足够带宽,又免去了部署多对光纤或WDM系统的复杂操作,节省空间,节约功耗。
3)内置PCM,光电设备一体化
电力系统中仍存在许多低速窄带业务,通常需要通过单独的PCM设备汇聚后再接入到传送设备。内置PCM方案,通过将PCM单板内置到传送设备,实现了PCM、PDH、SDH、IP业务的统一接入,减少了网络节点,降低了网络故障风险,同时大大节省了设备投资和机房空间。
4)完善的特高压超长距方案
完善的超长距传送方案,满足电力通信系统对不同长距传送的需求。2.5G系统,采用超强纠错EFEC技术可以实现单跨无拉曼270km / 66dB,有拉曼320km / 75dB,拉曼与遥泵配合2.5G系统传输距离最长可支持380km / 88dB,10G系统最长可达320km。
随着光通信技术的发展和演进,一张先进的光传输网络,将为智能电网时代的输变电通信系统构筑坚强智能的“高速公路”。